负极活性材料、负极组合物、包含其的负极以及二次电池的制作方法

本申请基于并要求于2024年10月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2024-0145317的优先权，其公开内容通过引用以其整体并入本文。本公开内容涉及负极活性材料、负极组合物、包含其的负极、包含所述负极的二次电池、电池模块以及电池组。

背景技术：

1、由于化石燃料的使用迅速增加，对替代能源或清洁能源的需求日益增加。响应于这种需求，最为活跃的研究领域之一是利用电化学反应的发电和蓄电领域。目前，利用这种电化学能的电化学装置的代表性实例是二次电池，并且其应用范围逐渐扩大。

2、另一方面，随着移动装置的技术发展和需求增加，对二次电池的需求也迅速增加。在二次电池中，具有高能量密度和电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。另外，为了制造高容量锂二次电池用电极，正在积极地对具有更高的单位体积能量密度的高密度电极的开发进行了研究。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开内容提供了一种能够通过表面处理改善电池的容量保持率和稳定性的技术，在所述表面处理中，将涂层设置在硅系活性材料上。

3、技术手段

4、在本公开内容的一个实施方式中，负极活性材料包含硅系活性材料和设置在所述硅系活性材料上的涂层，其中所述涂层包含金属氧化物和水系粘合剂。

5、在另一个实施方式中，负极组合物包含根据本公开内容的负极活性材料。

6、在另一个实施方式中，负极包含负极集电器层和设置在所述负极集电器层的一个表面或两个表面上的负极活性材料层，其中所述负极活性材料层包含根据本公开内容的负极组合物。

7、在另一个实施方式中，二次电池包含正极和根据本公开内容的负极。

8、在另一个实施方式中，电池模块或电池组包含根据本公开内容的二次电池。

9、在另一个实施方式中，电池组包含根据本公开内容的电池模块。

10、技术效果

11、在本公开内容的一个实施方式中，所述负极活性材料包含硅系粒子和设置在所述硅系粒子上的涂层，所述涂层包含金属氧化物和水系粘合剂。

12、在本公开内容的一个实施方式中，通过在硅系活性材料上设置涂层的所述表面处理，所述负极活性材料可以减少在电池工作环境下由所述硅系活性材料的粒子膨胀和粒子破裂引起的暴露表面，从而改善电池的容量保持率和稳定性。

13、例如，所述涂层可以用作所述硅系活性材料的抵抗体以减轻粒子破裂。

14、此外，当应用根据本公开内容的一个实施方式的负极活性材料时，可以抑制在水系工序中的气体产生，从而有助于电极的制造。

1.一种负极活性材料，所述负极活性材料包含：

2.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述硅系活性材料包含选自si、siox (0

3.根据权利要求2所述的负极活性材料，其中所述硅系活性材料包含si，并且

4.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述硅系活性材料包含si/c。

5.根据权利要求4所述的负极活性材料，其中所述si/c包含多孔碳和沉积在所述多孔碳上的硅。

6.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述金属氧化物由式1表示：

7.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述金属氧化物包含选自al2o3、tio2和mgo中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述水系粘合剂包含选自以下中的至少一种：聚丙烯酰胺(pam)、聚丙烯酸(paa)、聚乙烯醇(pva)、聚乙二醇(peg)、羧甲基纤维素(cmc)、聚乙酸乙烯基酯(pvac)、聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)，以及它们的氢被li、na或ca取代而得的物质。

9.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述涂层包含重量比为70:30至90:10的所述金属氧化物和所述水系粘合剂。

10.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述负极活性材料的平均粒径(d50)为1μm至20μm。

11.根据权利要求1所述的负极活性材料，其中所述涂层的平均厚度为100nm至1μm。

12.一种负极组合物，所述负极组合物包含根据权利要求1至11中任一项所述的负极活性材料。

13.根据权利要求12所述的负极组合物，其中所述负极活性材料进一步包含碳系活性材料。

14.根据权利要求13所述的负极组合物，其中所述碳系活性材料包含选自天然石墨和人造石墨中的至少一种。

15.根据权利要求13所述的负极组合物，其中基于100重量份的所述负极活性材料，所述碳系活性材料的含量是70重量份以上。

16.根据权利要求12所述的负极组合物，所述负极组合物进一步包含：

17.一种负极，所述负极包含：

18.一种二次电池，所述二次电池包含：

19.一种电池模块，所述电池模块包含根据权利要求18所述的二次电池。

20.一种电池组，所述电池组包含根据权利要求18所述的二次电池。